基于EKC下經濟增長與碳排放關系的研究
——以四川省為例

◎張西容

引言：經過改革開放40年的發展積累，四川已經形成了較大的體量規模和較廣的經濟縱深，培育形成了一批優勢產業和新興產業，交通、能源等基礎條件不斷改善。作為中國西部地區重要的經濟大省、人口大省、農業大省和生態大省，在全國發展大局中具有重要的地位。但隨著經濟的發展，環境污染也日漸凸顯出來。

上世紀末，經濟學家庫茲涅茨提出環境質量與收入水平存在聯系，并建立了環境庫茲涅茨曲線（簡稱EKC）。EKC揭示了環境質量開始隨著收入增加而退化，收入水平上升到一定程度后隨收入增加而改善，即環境質量與收入為倒U型關系。本文通過對四川省1997-2015年經濟發展情況和碳排放量分析，建立數學模型構建EKC，并基于EKC分析四川省各產業與環境的關系，評價各產業碳減排潛力，為四川省產業結構調整升級提供經濟理論依據。

一、產業結構分析

從圖1產業結構可知，四川省的國民生產總值呈指數型函數增長，在2015年就突破了三萬億的產值，且在2018年突破四萬億。這高速發展的經濟背后污染也在大幅度增加，碳排放總量也在高速增長，與經濟發展的趨勢相同。隨著經濟不斷發展，四川省產業結構也在不斷變化。根據圖一可知，1997-2018年間，四川省第一產業呈逐漸下降狀態，說明農業生產所占比重正不斷的減少。其次，第二產業在2015年之前占比一直處于三者中的第一位，表明2015年之前四川省經濟發展依然是以第二產業發展為主，但在2015年之后第三產業占比已處于三者首位。第三產業的比例占據首位，標志著四川省的產業結構由制造業的第二產業轉向第三產業，三種產業的占比變化標志著四川省已經在邁向低碳經濟。

圖2 碳排放總量與各產業碳排放

從圖2碳排放總量與各產業碳排放的相對關系可知，第二產業的碳排放量上升趨勢與總碳排放上升趨勢一致，且在2013年碳排放總量呈下降趨勢，其主要原因是第二產業的碳排放量減少。因此，四川省要大幅度減排還應從第二產業的節能減排入手，采取嚴格管制工廠排放，提高能源利用效率等措施。

二、數據與方法

1.數據來源與指標處理。

省域國民生產總值能較好地衡量一個地區的發展情況，能很好地與各種環境指標結合，因此選用四川省省域生產總值作為經濟增長指標。由于本文研究的是經濟發展對各產業的碳排放量的影響，因此選取各產業碳排放量作為環境指標。

對四川省1998-2018年省域生產總值與總碳排放量、第一產業碳排放量、第二產業碳排放量、第三產業碳排放量相關性分析，即用EXCEL軟件的數據分析里的分析工具得出表格1相關性系數（省域生產總值與總碳排放量、第一產業碳排放量、第二產業碳排放量、第三產業碳排放量之間）。結果表明：生產總值與碳排放量的相關性很高，且相關性系數第三產業碳排放量＞碳排放總量＞第二產業碳排放量＞第一產業碳排放總量。因此，建立生產總值與碳排放總量、第一產業碳排放量、第二產業碳排放量、第三產業碳排放量的計量模型有一定的研究意義。

表格1 相關性系數

描述EKC的函數模型應用較多的是：一元線性函數、二元多次函數、三元多次函數、四次多元函數。

式子中，Y表示各類環境污染指標；X代表經濟指標；b0代表特征相關數，常數項；b1,b2,b3,b4代表系數。

本研究以四川省1997年-2018年經濟與環境數據，借助R軟件，分別構建以上四中模型，并從中篩選出最有模型。

2.模型的選擇與EKC曲線的繪制。

對四川省經濟數據和環境數據進行多次多項式擬合，并繪制四川省的環境庫茲涅茨曲線，縱軸表示環境指標，橫軸表示經濟指標。（如圖三所示）

圖3 生產總值與碳排放量趨勢線

三、結果分析

1.省域生產總值與碳排放總量。四川省1997-2018年省域生產總值與碳排放總量庫茲涅茨曲線呈指數上升趨勢，較弱的倒“U”型，有明顯的峰值，無明顯拐點。1997-2014年，碳排放總量隨著省域生產總值的增加呈現上升趨勢，2014年之后碳排放總量隨著省域生產總值的增加，呈現下降趨勢。目前，四川省的碳排放總量已經越過倒“U”型曲線的峰值，說明隨著社會的進一步發展，四川省碳排放總量將呈現下降趨勢。

2.省域生產總值與第一產業碳排放量。四川省1997年-2018年省域生產總值與第一產業碳排放庫茲涅茨曲線呈波動上升趨勢“，S”型，無明顯的峰值與拐點。四川省省域生產總值與第一產業碳排放之間呈上升趨勢，表明四川省經濟發展在一定程度上還依賴于第一產業的發展。雖然第一產業在省域生產總值中占比小，但農業經濟的發展對四川省經濟的發展業起到一定的推動作用。

3.省域生產總值與第二產業碳排放量。四川省1997-2018年省域生產總值與第二產業碳排放量庫茲涅茨曲線呈指數上升，較弱的倒“U”型，有明顯峰值，無明顯拐點。與省域生產總值與碳排放總量環境庫茲涅茨曲線趨勢大致一致，表明第二產業的碳排放對四川省碳排放總量的影響是最大的。1997年-2013年，第二產業碳排放隨著省域生產總值的增加呈上升趨勢，2013年之后第二產業碳排放量隨著省域生產總值的上升呈下降趨勢。四川省第二產業碳排放總量已經越過倒“U”型曲線的峰值，說明隨著經濟的進一步增長，四川省第二產業碳排放總量不會再呈現上升式的增長，相反，應該有所下降。

4.省域生產總值與第三產業碳排放量。四川省1997-2015年省域生產總值與第三產業碳排放庫茲涅茨曲線呈單調上升，直線型，無峰值，無拐點。這說明在1997-2015年第三產業的發展迅速，其快速發展的同時也會帶來環境問題。從四川省的產業結構圖中我們可以知道的是第二產業的占比在下降，第三產業在上升，第三產業已經超過了第三產業，成為四川省占比最大的產業。第三產業的發展帶動經濟的發展，但二氧化碳排放量卻遠不及第二產業多。以上說明發展第三產業，即可以帶動經濟發展又可以在降低碳排放。因此，四川省要大力發展綠色低碳的第三產業。

四、結論及建議

本文以四川省1997-2018年環境經濟數據，通過對四川省生產總值與碳排放關系進行實證研究，得出四川省生產總值與碳排放總量、第二產業碳排放總量的環境庫茲涅茨曲線符合環境庫茲涅茨倒“U”型，且均已通過倒“U”型峰值，說明四川省碳排放總量和第二產業碳排放量會隨著經濟的增長呈下降趨勢。四川省省域生產總值與第一產業的庫茲涅茨曲線呈較弱的“S”型，無明顯峰值和拐點。省域生產總值與第三產業的庫茲涅茨曲線呈單調上升型，表明第三產業的碳排放會隨著經濟的增長而增長，但相對第二產業，發展第三產業對碳排放的減少更有益。

為提高經濟發展的同時降低碳排放量，建議可以從以下幾個方面著手：1.減少制造業的高污染、高排放，提高能源利用效率。2.政府出臺有效的、可實行的環保政策，同時政府應強化對環保政策執行的監督。3.大力發展第三產業，減少經濟增長對第二產業的依賴。